JP4882414B2 - Inspection method and inspection apparatus for hollow fiber membrane module - Google Patents

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Description

本発明は、人工透析機、下排水処理装置、浄水器等に用いることができる中空糸膜モジュール検査装置および中空糸膜モジュールの検査方法、もしくは中空糸膜モジュールの製造方法に関する。 The present invention relates to a hollow fiber membrane module inspection apparatus and a hollow fiber membrane module inspection method that can be used in an artificial dialysis machine, a sewage treatment apparatus, a water purifier, and the like, or a method of manufacturing a hollow fiber membrane module.

中空糸膜モジュールは、よく知られているように、たとえば、両端または片端が開放された容器に両端が開放された中空糸膜(中空の半透膜)の糸束を収容し、糸束の両端部において容器と中空糸膜との隙間を樹脂で封止したものである。樹脂による封止は、容器と糸束との間の空間に樹脂を流し込み(ポッティング)、ポッティング樹脂をケース内における各中空糸膜の周りの空間に浸透させることによって行うが、その際、中空糸膜の内部にポッティング樹脂が入り込んだり、中空糸膜が何らかの理由でつぶれたりして、閉塞されることがある。閉塞された中空糸膜は、いわゆる不通糸となるが、そのような不通糸が存在すると、たとえば人工透析器の場合、中空糸膜内に流入した血液が中空糸膜内に残留し、透析性能が低下して、著しい場合には十分な人工透析が行えなくなってしまう。そのため、不通糸が一定数以上存在するような中空糸膜モジュールは、不良品として製造ラインから除去する必要がある。   As is well known, for example, a hollow fiber membrane module accommodates a yarn bundle of a hollow fiber membrane (hollow semipermeable membrane) having both ends opened in a container having both ends or one end opened, The gap between the container and the hollow fiber membrane is sealed with resin at both ends. Sealing with resin is performed by pouring resin into the space between the container and the yarn bundle (potting) and allowing the potting resin to permeate the space around each hollow fiber membrane in the case. The potting resin may enter the inside of the membrane, or the hollow fiber membrane may be crushed for some reason to be blocked. The blocked hollow fiber membrane becomes a so-called non-threaded thread, but if such a threaded thread is present, for example, in the case of an artificial dialyzer, blood that has flowed into the hollow fiber membrane remains in the hollow fiber membrane, and the dialysis performance If it is remarkable, sufficient artificial dialysis cannot be performed. For this reason, it is necessary to remove a hollow fiber membrane module in which a certain number or more of unthreaded yarns are present as defective products from the production line.

さて、従来、不通糸の発生が関わる中空糸膜モジュールの良否の判定は、中空糸膜モジュールの両端のポッティング樹脂端面(以下、ポッティング端面という。)に入射光を照射し、前記端面での散乱光をCCDカメラで撮像し、撮像した画像から中空糸膜の中空部分の輝度の平均値を求め、その輝度平均値が予め定める閾値より高ければ、不通糸有りと判定することで検査を行う方法が知られている(たとえば、特許文献1参照)。   Conventionally, the quality of a hollow fiber membrane module that is related to the occurrence of thread breakage is determined by irradiating the end surfaces of the potting resin at both ends of the hollow fiber membrane module (hereinafter referred to as potting end surfaces) with incident light, and scattering at the end surfaces. A method in which light is picked up by a CCD camera, the average value of the brightness of the hollow portion of the hollow fiber membrane is obtained from the picked-up image, and if the brightness average value is higher than a predetermined threshold value, the inspection is performed by determining that there is no thread Is known (see, for example, Patent Document 1).

ここで、ポッティング端面が反りもしくは傾きを有し、反射光の角度が変化する場合(図10の右側参照)には、照射光の光源として通常の光を使用すると、反射光の角度が変化し、撮像装置で受光することができなくなることがあり、精度よく不通糸を判定することが不可能である。   Here, when the potting end face is warped or inclined and the angle of the reflected light changes (see the right side of FIG. 10), the angle of the reflected light changes when normal light is used as the light source of the irradiation light. In some cases, the image pickup device cannot receive light, and it is impossible to accurately determine a thread breakage.

そこで、特許文献1においては、照射光として紫外線を用いることによって、ポッティング端面が反りもしくは傾きを有し、反射光の角度が変化する場合(図10の右側参照)であっても、散乱光を撮像することで精度よく不通糸の判定を行うことが可能である旨が開示されている。   Therefore, in Patent Document 1, even when the potting end face has a warp or an inclination and the angle of the reflected light changes (see the right side of FIG. 10) by using ultraviolet rays as irradiation light, scattered light is It has been disclosed that it is possible to accurately determine the non-threading by taking an image.

しかし、紫外線を照射された中空糸膜モジュールは、良く知られている紫外線による光化学反応により黄変劣化するため、中空糸膜モジュールを劣化させることなく検査する事ができなかった。また、散乱光を受光した場合でも、不通糸の判定の精度には限界があった。
特開2004−113894号公報
However, since the hollow fiber membrane module irradiated with ultraviolet rays is yellowed and deteriorated by a well-known photochemical reaction by ultraviolet rays, the hollow fiber membrane module could not be inspected without deteriorating. Further, even when scattered light is received, there is a limit to the accuracy of the determination of non-threading.
JP 2004-113894 A

本発明の目的は、中空糸膜モジュールの不通糸欠陥の有無およびその発生の程度を中空糸膜モジュールを劣化させることなく非接触の方法によって判断することが可能であり、良否の判定を従来の方法よりも正確に行うことができる方法およびその装置を提供することにある。   The object of the present invention is to determine the presence / absence of a non-threading defect in a hollow fiber membrane module and the degree of its occurrence by a non-contact method without deteriorating the hollow fiber membrane module. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus that can be performed more accurately than the method.

上記目的を達成するために、本発明は、中空糸膜モジュールのポッティング端面に次の(3)式の条件を満たした平面型光源による光を照射し、前記端面からの反射光を撮像し、前記撮像によって得られた画像と予め定めるモデル画像との相関をとって中空部分が空洞になっている中空糸膜を検出し、前記検出により確認された前記中空糸膜の本数が、予め定める中空糸膜本数閾値を下回る場合は、中空糸膜モジュールを不良品と判定することを特徴とする中空糸膜モジュールの検査方法を提供する。
θ:中空糸膜モジュールのポッティング端面の反りもしくは傾き角度
H:平面型光源の縦および横方向の寸法(mm)
D:平面型光源の光軸中心と中空糸膜モジュールのポッティング端面との間の距離(mm)
ここで、本発明において、中空部分について「空洞である」もしくは「空洞状態である」とは、樹脂による閉塞がどの程度の状態であるかという具体的な基準はなく、本発明の検査方法によって予め定めるモデル画像との関係によって定まる、言い換えれば任意に設定するものである。この際、前記モデル画像が中空部分が空洞状態の中空糸膜によるモデル画像であり、かかるモデル画像の画素群と前記撮像によって得られた画像の各画素を中心とした前記モデル画像に対応する領域を有する前記画像内の画素群との正規化相関によって算出された相関度が、予め定める相関度閾値より高い場合に、中空部分が空洞状態の中空糸膜として検出することが好ましい。
In order to achieve the above object, the present invention irradiates a potting end surface of a hollow fiber membrane module with light from a planar light source that satisfies the following condition (3) , images reflected light from the end surface, A hollow fiber membrane in which a hollow portion is hollow is detected by correlating an image obtained by the imaging with a predetermined model image, and the number of the hollow fiber membranes confirmed by the detection is a predetermined hollow If below the fiber membrane number threshold, provides a test how the hollow fiber membrane module, characterized in that determining the hollow fiber membrane module to be defective.
θ: Warping or inclination angle of potting end face of hollow fiber membrane module
H: Vertical and horizontal dimensions of flat light source (mm)
D: Distance (mm) between the optical axis center of the planar light source and the potting end surface of the hollow fiber membrane module
Here, in the present invention, with respect to the hollow portion, “being hollow” or “being hollow” means that there is no specific standard for how much the blockage by the resin is, and according to the inspection method of the present invention. It is determined by the relationship with a predetermined model image, in other words, it is arbitrarily set. At this time, the model image is a model image of a hollow fiber membrane having a hollow portion in a hollow state, and a region corresponding to the model image centered on a pixel group of the model image and each pixel of the image obtained by the imaging It is preferable that the hollow part is detected as a hollow fiber membrane in a hollow state when the correlation calculated by the normalized correlation with the pixel group in the image having the above is higher than a predetermined correlation threshold.

た、本発明は、上記目的を達成するために、中空糸膜モジュールのポッティング端面に次の(4)式の条件を満たした平面型光源による光を照射する手段と、前記端面からの反射光を撮像する手段と、前記撮像によって得られた画像と予め定めるモデル画像との相関をとって中空部分が空洞状態の中空糸膜を検出する手段と、前記検出により確認された前記中空糸膜の本数が予め定める中空糸膜本数閾値を下回る場合は中空糸膜モジュールを不良品と判定する手段を備えることを特徴とする中空糸膜モジュールの検査装置を提供する。
θ:中空糸膜モジュールのポッティング端面の反りもしくは傾き角度
H:平面型光源の縦および横方向の寸法(mm)
D:平面型光源の光軸中心と中空糸膜モジュールのポッティング端面との間の距離(mm)
Also, the present invention is, in order to achieve the above object, a means for irradiating light from a planar light source that meets the following potting end faces of the hollow fiber membrane module (4) conditions, reflected from the end face Means for imaging light; means for detecting a hollow fiber membrane in which a hollow portion is in a hollow state by correlating an image obtained by the imaging with a predetermined model image; and the hollow fiber membrane confirmed by the detection A hollow fiber membrane module inspection device is provided that includes means for determining a hollow fiber membrane module as a defective product when the number of hollow fiber membranes is below a predetermined hollow fiber membrane number threshold.
θ: Warping or inclination angle of potting end face of hollow fiber membrane module
H: Vertical and horizontal dimensions of flat light source (mm)
D: Distance (mm) between the optical axis center of the planar light source and the potting end surface of the hollow fiber membrane module

本発明に係る中空糸膜モジュール検査装置および中空糸膜モジュールの検査方法、または中空糸膜モジュールの製造方法によれば、次のような種々の効果が得られる。
(1)ポッティング端面が反りもしくは傾きを有する場合に、照射光として紫外線を用いなくとも、精度良く中空糸膜モジュールの不通糸の良否を判定することが可能であるため、中空糸膜モジュールを劣化させることなく検査することができる。
(2)撮像画像とモデル画像との比較の手段として正規化相関を用いることによって、不通糸欠陥の有無を1本単位で検出することができる。
(3)撮像画像の輝度の平均値、標準偏差について上限もしくは下限の閾値により判定することで、ポッティング端面上のキズや凹凸の影響を受けることなく、精度よく不通糸欠陥の有無を検出することができる。
(4)判定結果に基づいて中空糸膜モジュールの選別を行うので、不良品流出の防止と、生産性の向上を実現できる。
According to the hollow fiber membrane module inspection apparatus, the hollow fiber membrane module inspection method, or the hollow fiber membrane module manufacturing method according to the present invention, the following various effects can be obtained.
(1) When the potting end face is warped or inclined, the hollow fiber membrane module is deteriorated because it is possible to accurately determine whether or not the hollow fiber membrane module is threaded without using ultraviolet rays as irradiation light. It is possible to inspect without making it.
(2) By using the normalized correlation as a means for comparing the captured image and the model image, it is possible to detect the presence / absence of a thread breakage defect in units of one line.
(3) By detecting the average value and standard deviation of the brightness of the captured image based on the upper limit or lower limit threshold value, the presence or absence of a thread defect is accurately detected without being affected by scratches or irregularities on the potting end face. Can do.
(4) Since the hollow fiber membrane module is selected based on the determination result, it is possible to prevent the outflow of defective products and improve the productivity.

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態における中空糸膜モジュール検査装置の全体構成を示している。図1において、Mは中空糸膜モジュール、1はモジュール移載装置、2はモジュール支持装置、3は光照射装置、4は撮像装置、5は中空糸膜検出装置、6は欠陥判定装置、7は操作指令装置、8は表示装置、9はモジュール排出装置をそれぞれ示している。なお、中空糸膜モジュールMはこの形態では1本ずつ検査する構成となっているが、複数を同時に載置・検査する構成でもよい。
以下、これら各部の構成をその作用と共に詳細に説明する。
<モジュール移載装置>
モジュール移載装置1は前工程から移送されてくる中空糸膜モジュールMを後述するモジュール支持装置2上に載置するものである。
<モジュール支持装置>
モジュール支持装置2は前記移載装置1により載置された中空糸膜モジュールMを支持するものである。なお、中空糸膜モジュールMのポッティング端面と後述する撮像装置4間との距離を一定に保つために当て止め治具によりポッティング端面の位置を調整してもよい。また、測長器を設置してポッティング端面と測長器間の距離を測定し、後述する撮像装置4の下部に設けたスライダを光軸方向に前後させてポッティング端面と撮像装置4間とを一定距離に保つ方法でも良い。なお、この実施形態においては後述する撮像装置4にラインセンサカメラを用いていることから、モジュール支持機構2a上に載置した中空糸膜モジュールMをモジュール走査機構2bにより所定の速度で水平方向に移動させることができるようにしている。
<光照射装置>
光照射装置3は光源3aと電源3bとを備えており、本発明においては、光源3aは平面型光源である。この実施形態においては、光源3aにはハロゲンランプによる白色光を照射する平面型光源を用いる。ここで平面型光源とは、平面光源ともいい、一般的に平面型光源、平面光源とされる光源を含むものであり、発光面がLEDや電球などの点状の点光源や棒状蛍光灯などの1次元的広がりを持つ線状の線光源とは異なる、2次元的広がりを持つ平面型の形状を有した光源を含むものである。ただし、光源自体の形状が平面型ではなく、点状、線状であったとしても、例えば拡散板等の手段によって光が平面状に照射される様な構造を有したものも含むものである。より具体的には、測定対象である中空糸膜モジュールのポッティング端面全体が反射光が撮像され得る程度の大きさに光を平面状に照射し得るものであればよい。光の拡散手段を有するものが一般的に好ましく、また、1辺の長さあるいは直径がポッティング端面の一辺の長さあるいは直径の2〜3倍程度、具体的にはポッティング端面の一辺の長さあるいは直径が45mmの場合、90〜135mm程度の形状を有する光源であることがより好ましい。光の拡散手段としては、シート状物に照射した光を透過させることにより拡散光を得る手段や、シート状物に照射した光を反射させることにより拡散光を得る手段が好ましい。そして前記光源3aからの入射光のモジュールMのポッティング端面に対する入射角θiと後述する撮像装置4に対するモジュールMのポッティング端面からの反射光の反射角θoとが等しくなるようにしてポッティング端面からの正反射光を得ている。なお、中空糸膜モジュールMのポッティング端面に角度θの反りもしくは傾きがあるとすると(角度θについては、図10を参照)、正反射光の向きはθi−2θの角度を有する方向となるため、前記した1次元的広がりを持つ光源を使用した場合、図10の左側に示すように、正反射光を後述する撮像装置4で受光することができなくなることがある。このような箇所は暗い状態で撮像されるため、後述する中空糸膜検出装置による誤検出や見逃しの要因となる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overall configuration of a hollow fiber membrane module inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, M is a hollow fiber membrane module, 1 is a module transfer device, 2 is a module support device, 3 is a light irradiation device, 4 is an imaging device, 5 is a hollow fiber membrane detection device, 6 is a defect determination device, 7 Indicates an operation command device, 8 indicates a display device, and 9 indicates a module discharge device. In this embodiment, the hollow fiber membrane modules M are inspected one by one. However, a plurality of hollow fiber membrane modules M may be mounted and inspected simultaneously.
Hereinafter, the configuration of each of these units will be described in detail together with the operation thereof.
<Module transfer device>
The module transfer device 1 is for mounting the hollow fiber membrane module M transferred from the previous process on a module support device 2 described later.
<Module support device>
The module support device 2 supports the hollow fiber membrane module M placed by the transfer device 1. Note that the position of the potting end face may be adjusted by a stopper jig in order to keep the distance between the potting end face of the hollow fiber membrane module M and the imaging device 4 described later constant. Further, a distance measuring device is installed to measure the distance between the potting end surface and the length measuring device, and a slider provided at the lower part of the imaging device 4 described later is moved back and forth in the optical axis direction so that the distance between the potting end surface and the imaging device 4 is increased. A method of keeping a certain distance may be used. In this embodiment, since a line sensor camera is used for the imaging device 4 described later, the hollow fiber membrane module M placed on the module support mechanism 2a is horizontally moved at a predetermined speed by the module scanning mechanism 2b. It can be moved.
<Light irradiation device>
The light irradiation device 3 includes a light source 3a and a power source 3b. In the present invention, the light source 3a is a planar light source. In this embodiment, a planar light source that emits white light from a halogen lamp is used as the light source 3a. Here, the planar light source is also referred to as a planar light source, and generally includes a planar light source and a light source that is regarded as a planar light source. The light emitting surface is a point light source such as an LED or a light bulb or a rod-shaped fluorescent lamp. This includes a light source having a planar shape having a two-dimensional extension different from the linear line light source having a one-dimensional extension. However, even if the shape of the light source itself is not a flat type but a dot or line shape, the light source itself includes one having a structure in which light is irradiated in a flat shape by means such as a diffusion plate. More specifically, it is sufficient if the entire potting end face of the hollow fiber membrane module to be measured can irradiate light in a planar shape so that the reflected light can be imaged. Those having light diffusing means are generally preferable, and the length or diameter of one side is about 2 to 3 times the length or diameter of one side of the potting end face, specifically, the length of one side of the potting end face. Or when a diameter is 45 mm, it is more preferable that it is a light source which has a shape of about 90-135 mm. As the light diffusing means, means for obtaining diffused light by transmitting the light irradiated to the sheet-like material and means for obtaining diffused light by reflecting the light irradiated to the sheet-like material are preferable. Then, the incident angle θi of the incident light from the light source 3a with respect to the potting end face of the module M and the reflection angle θo of the reflected light from the potting end face of the module M with respect to the imaging device 4 described later are equal to each other from the potting end face. Getting reflected light. Note that if the potting end face of the hollow fiber membrane module M has a warp or an inclination of an angle θ (see FIG. 10 for the angle θ), the direction of the specularly reflected light is a direction having an angle of θi−2θ. When the above-described light source having a one-dimensional spread is used, as shown on the left side of FIG. 10, the regularly reflected light may not be received by the imaging device 4 described later. Since such a part is imaged in a dark state, it becomes a factor of erroneous detection or oversight by a hollow fiber membrane detection device to be described later.

しかし、2次元的広がりを持つ平面型光源を用いた実施形態とすると、図10の右側に示すように、前記角度θの反りもしくは傾きを有するポッティング端面に対してθi+2θの角度を有する入斜光を照射することが可能となるため、前記反射角θoで設置した後述する撮像装置4による正反射光の受光が可能となる。この際、平面型光源の寸法が縦、横ともにH、平面型光源の光軸中心位置と中空糸膜モジュールのポッティング端面との距離がDであった場合、受光可能な反りもしくは傾きによる角度θの範囲は図10に示す数式1にて求められる。   However, in the embodiment using a planar light source having a two-dimensional extension, as shown on the right side of FIG. 10, incident oblique light having an angle of θi + 2θ with respect to the potting end surface having the warp or inclination of the angle θ. Since it is possible to irradiate, regular reflection light can be received by an imaging device 4 (described later) installed at the reflection angle θo. At this time, when the dimension of the planar light source is H in both length and width, and the distance between the optical axis center position of the planar light source and the potting end surface of the hollow fiber membrane module is D, the angle θ due to warp or inclination that can be received. The range is obtained by Equation 1 shown in FIG.

この実施の形態においては、θは±10(°)であるが、Hは90(mm)、Dは110(mm)であるので、θの許容範囲は−10(°)から10(°)となり、中空糸膜モジュールMにポッティング端面に反りもしくは傾きがあった場合でも、光源3aからの照射光を後述する撮像装置4により受光することが可能で、見逃しや誤検出を防止することができる。   In this embodiment, θ is ± 10 (°), but H is 90 (mm) and D is 110 (mm), so the allowable range of θ is −10 (°) to 10 (°). Thus, even when the hollow fiber membrane module M is warped or inclined at the potting end face, the irradiation light from the light source 3a can be received by the imaging device 4 to be described later, and oversight and erroneous detection can be prevented. .

電源3bは、後述する操作指令装置7からの指令によって光源3aのオン・オフおよび光量の調節を行う。
<撮像装置>
撮像装置4は、モジュール支持装置2上の中空糸膜モジュールMのポッティング端面を撮像して画像を得るためのもので、この実施形態では2048画素のラインセンサカメラを用いている。
The power source 3b turns on and off the light source 3a and adjusts the amount of light according to a command from an operation command device 7 described later.
<Imaging device>
The imaging device 4 is for obtaining an image by imaging the potting end face of the hollow fiber membrane module M on the module support device 2. In this embodiment, a line sensor camera having 2048 pixels is used.

また、この実施形態においては、図3に示す、中空糸膜モジュールMのポッティング端面は、平坦な樹脂部分10は高輝度に、中空糸膜部分11や空洞となっている正常な中空糸膜の中空部分12は低輝度に撮像される。なお、不通糸欠陥は、中空部分13に樹脂が詰まっているため、前記樹脂部分10と同じように高輝度で撮像される。
<中空糸膜検出装置>
中空糸膜検出装置5は、前記撮像装置4によって得られた撮像画像と予め定めるモデル画像との相関をとって中空部分12が空洞になっている中空糸膜を検出し、その本数を測定する。この中空糸膜検出装置5の処理の流れは、図4に示すようになっている。
Further, in this embodiment, the potting end surface of the hollow fiber membrane module M shown in FIG. 3 has a flat resin portion 10 with high brightness, a hollow fiber membrane portion 11 and a normal hollow fiber membrane that is a hollow. The hollow portion 12 is imaged with low luminance. In addition, since the hollow portion 13 is clogged with resin, the non-thread thread defect is imaged with high brightness in the same manner as the resin portion 10.
<Hollow fiber membrane detector>
The hollow fiber membrane detection device 5 detects the hollow fiber membrane in which the hollow portion 12 is hollow by correlating the captured image obtained by the imaging device 4 with a predetermined model image, and measures the number of the hollow fiber membranes. . The flow of processing of the hollow fiber membrane detection device 5 is as shown in FIG.

図4において、前記撮像装置4によって得られた画像と予め定めるモデル画像との相関をとる方法は、中空部分が空洞になっている中空糸膜をモデルにして予め作成したモデル画像の画素群と、撮像によって得られた画像の各画素を中心とした前記モデル画像に対応する領域を有する前記撮像画像内の画素群との正規化相関によって算出された相関度Rが、予め定める相関度閾値Rtより高い場合は中空糸膜として検出するものである。ここで正規化相関とは、入力する画像の輝度値の大きさで相関度を正規化したものである。モデル画像の画素群をf、前記撮像画像の画素群をgとしたとき、相関度Rは図11に示す数式2にて求められる。なお、相関をとる方法には、相関法、ベクトル相関法などがあるが、光源3aの変動などによる前記撮像画像の輝度変化を吸収でき、かつ雑音に対する耐性の高い正規化相関法が望ましい。   In FIG. 4, a method for correlating an image obtained by the imaging device 4 with a predetermined model image is a model image pixel group created in advance using a hollow fiber membrane having a hollow portion as a model. The correlation degree R calculated by the normalized correlation with the pixel group in the captured image having an area corresponding to the model image centered on each pixel of the image obtained by imaging is a predetermined correlation threshold Rt If it is higher, it is detected as a hollow fiber membrane. Here, the normalized correlation is obtained by normalizing the degree of correlation with the magnitude of the luminance value of the input image. When the pixel group of the model image is f and the pixel group of the captured image is g, the correlation degree R can be obtained by Expression 2 shown in FIG. There are a correlation method, a vector correlation method, and the like as methods for obtaining the correlation, but a normalized correlation method that can absorb a change in luminance of the captured image due to a change in the light source 3a and has high resistance to noise is desirable.

なお、検出される中空糸膜群の中には、平坦なポッティング部分に比べて低輝度に撮像される、図6に示すようなポッティング端面のキズ13、などが含まれる事がある。これらを中空糸膜本数に加算すると、実際よりも正常な中空糸膜の本数を多く数えるため、実際は欠陥品である中空糸膜モジュールMを良品と誤判定する可能性がある。そこで、算出された前記相関度Rが予め定める相関度閾値Rtよりも高い中空糸膜候補に対して、中空糸膜候補座標を中心としたモデル画像に対応する領域を有する前記撮像画像内の画素群の輝度平均値Aが予め定める上限閾値Atuおよび下限閾値Atlの範囲内にあるもののみ抽出することで、正常糸部分比較して明るく撮像されるキズ13などを正常糸とする誤検出を防止する。   In addition, the detected hollow fiber membrane group may include a flaw 13 on the potting end face as shown in FIG. 6 that is imaged with lower brightness than a flat potting portion. When these are added to the number of hollow fiber membranes, the number of normal hollow fiber membranes is counted more than the actual number, so there is a possibility that the hollow fiber membrane module M which is actually a defective product is erroneously determined as a good product. Therefore, for the hollow fiber membrane candidate whose calculated correlation degree R is higher than a predetermined correlation degree threshold value Rt, a pixel in the captured image having a region corresponding to a model image centered on the hollow fiber membrane candidate coordinates By extracting only those in which the average luminance value A of the group is within the range between the upper limit threshold value Atu and the lower limit threshold value Atl, it is possible to prevent false detection of a flaw 13 or the like that is brightly imaged as compared with the normal yarn portion as a normal yarn. To do.

また、検出される中空糸膜群の中には、平坦なポッティング部分に比べて低輝度に撮像される、図7に示すようなポッティング不良による凹凸14が含まれる事がある。これを中空糸膜本数に加算すると、実際よりも正常な中空糸膜の本数を多く数えるため、実際は欠陥品である中空糸膜モジュールMを良品と誤判定する可能性がある。そこで、算出された前記相関度Rが予め定める相関度閾値Rtよりも高い中空糸膜候補に対して、中空糸膜候補座標を中心としたモデル画像に対応する領域を有する前記撮像画像内の画素群の輝度標準偏差σが予め定める上限閾値σtuおよび下限閾値σtlの範囲内にあることを確認することで、正常糸部分と同程度に暗く撮像されるが、その面積が中空糸膜よりも大きくて輝度分布が平坦であり、輝度標準偏差が小さいポッティング端面の凹凸14を正常糸として検出する誤検出を防止する。
<欠陥判定装置>
欠陥判定装置6は、前記中空糸膜検出装置5により得られた空洞状態の中空糸膜本数Nと予め定める中空糸膜本数閾値Ntとを比較し、中空糸膜本数Nが前記閾値Ntを下回れば前記中空糸膜モジュールMを欠陥品と判定する。この欠陥判定装置6の処理の流れは、図8に示すようになっている。
<操作指令装置>
操作指令装置7は、測定する中空糸膜モジュールMの外径、中空糸膜の外径および内径、モジュールの組み立て方法等の違いに対応し、中空糸膜検出装置5および欠陥判定装置6に指令を送り、中空糸膜モジュールMに適したモデル画像や相関度閾値Rt、輝度平均値上限閾値Atu、輝度平均値下限閾値Atl、輝度標準偏差上限閾値σtu、輝度標準偏差下限閾値σtl、中空糸膜検出本数閾値Ntを設定するとともに、光照射装置の電源3bに指令を送り、光源3aのオン・オフや光量の調節を行う。また、中空糸膜モジュールMの移動が撮像装置4による撮像に適した速度で行われるようにモジュール支持装置2に指令を送る。
<表示装置>
表示装置8は検査結果の表示、また正常糸部分にマーク15をプロットした画像の表示に用いられる。
<モジュール排出装置>
モジュール排出装置9は、前記欠陥判定装置6での判定に従い、良品の中空糸膜モジュールMのみを次工程へ排出する。
In addition, the detected hollow fiber membrane group may include irregularities 14 due to poor potting as shown in FIG. 7, which are captured with lower luminance than a flat potting portion. If this is added to the number of hollow fiber membranes, the number of normal hollow fiber membranes is counted more than the actual number, so there is a possibility that the hollow fiber membrane module M that is actually a defective product is erroneously determined as a good product. Therefore, for the hollow fiber membrane candidate whose calculated correlation degree R is higher than a predetermined correlation degree threshold value Rt, a pixel in the captured image having a region corresponding to a model image centered on the hollow fiber membrane candidate coordinates By confirming that the brightness standard deviation σ of the group is within the range of the predetermined upper limit threshold σtu and the lower limit threshold σtl, an image is captured as dark as the normal yarn portion, but the area is larger than that of the hollow fiber membrane Thus, it is possible to prevent erroneous detection in which the unevenness 14 on the potting end face having a flat luminance distribution and a small luminance standard deviation is detected as a normal thread.
<Defect determination device>
The defect determination device 6 compares the hollow fiber membrane number N in the hollow state obtained by the hollow fiber membrane detection device 5 with a predetermined hollow fiber membrane number threshold value Nt, and the hollow fiber membrane number N falls below the threshold value Nt. For example, the hollow fiber membrane module M is determined as a defective product. The processing flow of the defect determination device 6 is as shown in FIG.
<Operation command device>
The operation command device 7 responds to differences in the outer diameter of the hollow fiber membrane module M to be measured, the outer diameter and inner diameter of the hollow fiber membrane, the assembly method of the module, etc., and commands the hollow fiber membrane detection device 5 and the defect determination device 6. Model image suitable for the hollow fiber membrane module M, correlation threshold Rt, luminance average upper limit threshold Atu, luminance average lower limit threshold Atl, luminance standard deviation upper threshold σtu, luminance standard deviation lower threshold σtl, hollow fiber membrane While setting the detection number threshold value Nt, a command is sent to the power source 3b of the light irradiation device, and the light source 3a is turned on / off and the amount of light is adjusted. In addition, a command is sent to the module support device 2 so that the movement of the hollow fiber membrane module M is performed at a speed suitable for imaging by the imaging device 4.
<Display device>
The display device 8 is used for displaying the inspection result and displaying an image in which the mark 15 is plotted on the normal yarn portion.
<Module ejector>
The module discharge device 9 discharges only the good hollow fiber membrane module M to the next process according to the determination by the defect determination device 6.

本発明における中空糸モジュールの製造方法は、上記検査方法を用いて端面の検査を行う工程を有するものであり、上記検査による不良品排除により、生産効率に優れたものである。また、本発明における中空糸モジュールは、かかる製造方法によって製造された、品質に優れたことを特徴とするものである。   The method for producing a hollow fiber module according to the present invention includes a step of inspecting the end face using the above inspection method, and is excellent in production efficiency by eliminating defective products by the above inspection. The hollow fiber module according to the present invention is manufactured by such a manufacturing method and is characterized by excellent quality.

以下に、本発明を実施例によって具体的に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. However, the present invention is not limited to this.

図2は撮像装置4によって撮影した中空糸膜モジュールMのポッティング端面の画像である。この画像について、中空糸膜検出装置5にて図5に示すモデル画像により正規化相関処理を行うと、相関度Rが相関度閾値Rt(この例では0.5)を上回る中空糸膜候補の画素の座標情報が得られる。この座標を中心とするモデル画像に対応する領域を有する前記撮像画像内の画素群の輝度平均値Aを各座標に対して求め、それぞれ上限閾値Atu(この例では128)および下限閾値Atl(この例では36)と比較して、その範囲内にあるものだけを取り出すことで、中空糸膜候補の座標情報が絞り込まれる。さらに、前記座標を中心とするモデル画像に対応する領域を有する前記撮像画像内の画素群の輝度標準偏差σを各座標について求め、それぞれ上限閾値σtu(この例では32)および下限閾値σtl(この例では5)と比較して、その範囲内にあるものだけにさらに絞り込んで取り出すことで、中空糸膜の座標情報が得られる。   FIG. 2 is an image of the potting end face of the hollow fiber membrane module M taken by the imaging device 4. When the normalized correlation process is performed on the image by the model image shown in FIG. 5 in the hollow fiber membrane detection device 5, the hollow fiber membrane candidate whose correlation degree R exceeds the correlation degree threshold value Rt (0.5 in this example). Pixel coordinate information is obtained. The luminance average value A of the pixel group in the captured image having an area corresponding to the model image centered on this coordinate is obtained for each coordinate, and the upper limit threshold Atu (128 in this example) and the lower limit threshold Atl (this In the example, compared with 36), by extracting only those within the range, the coordinate information of the hollow fiber membrane candidates is narrowed down. Further, the luminance standard deviation σ of the pixel group in the captured image having an area corresponding to the model image centered on the coordinates is obtained for each coordinate, and an upper limit threshold σtu (32 in this example) and a lower limit threshold σtl (this In the example, compared with 5), the coordinate information of the hollow fiber membrane can be obtained by further narrowing down to only those within the range.

この座標情報に基づいて、前記撮像画像にマーク15をプロットすると図9に示す画像が得られ、前記座標情報の数から検出された中空糸膜の本数Nを測定する。この実施例では中空糸膜検出本数Nは1378本であった。   When the mark 15 is plotted on the captured image based on the coordinate information, an image shown in FIG. 9 is obtained, and the number N of hollow fiber membranes detected from the number of the coordinate information is measured. In this example, the number N of detected hollow fiber membranes was 1378.

最後に、この前記中空糸膜検出本数Nと、中空糸膜モジュールMの中空糸膜本数閾値Nt(この例では1662本)とを比較した結果、前記中空糸膜検出本数Nが前記閾値Ntを下回ったため、モジュールMは欠陥品と判定され、製造工程から除外された。   Finally, as a result of comparing the detected number N of the hollow fiber membranes with the hollow fiber membrane number threshold Nt of the hollow fiber membrane module M (1662 in this example), the detected number N of the hollow fiber membranes is less than the threshold value Nt. The module M was determined to be defective and excluded from the manufacturing process.

本発明の一実施形態における装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the apparatus in one Embodiment of this invention. 図1に示した装置によって撮像したポッティング端面の画像である。It is the image of the potting end surface imaged with the apparatus shown in FIG. 図2に示した画像の一部を拡大したものである。Fig. 3 is an enlarged view of a part of the image shown in Fig. 2. 図1に示した中空糸膜検出装置5における処理の流れである。It is the flow of a process in the hollow fiber membrane detection apparatus 5 shown in FIG. 図4に示した正規化相関処理において使用する正常糸のモデル画像である。5 is a model image of a normal yarn used in the normalized correlation process shown in FIG. 図2に示したポッティング端面の画像上に発生する凹凸13による低輝度部分の画像を含む例である。It is an example including the image of the low-intensity part by the unevenness | corrugation 13 which generate | occur | produces on the image of the potting end surface shown in FIG. 図2に示したポッティング端面に発生するキズ14による低輝度部分の画像を含む例である。It is an example including the image of the low-intensity part by the crack 14 which generate | occur | produces in the potting end surface shown in FIG. 図1に示した欠陥判定装置6における処理の流れである。It is the flow of a process in the defect determination apparatus 6 shown in FIG. 図2に示した画像に対して、中空糸膜検出装置5による中空糸膜検出結果をマーク15をプロットした画像である。It is the image which plotted the mark 15 with respect to the image shown in FIG. 2 about the hollow fiber membrane detection result by the hollow fiber membrane detection apparatus 5. FIG. 図1に示した装置において、種々の光源3aからの光の入射およびポッティング端面の反りもしくは傾きがある場合の正反射の状態を示すための模式図である。In the apparatus shown in FIG. 1, it is a schematic diagram for showing the state of regular reflection when light from various light sources 3a is incident and the potting end face is warped or inclined. 正規化相関による相関度Rの算出式を示したものである。The calculation formula of the correlation degree R by the normalized correlation is shown.

符号の説明Explanation of symbols

M:中空糸膜モジュール
1:モジュール移載装置
2:モジュール支持装置
2a:モジュール支持機構
2b:モジュール走査機構
3:光照射装置
3a:光源
3b:電源
4:撮像装置
5:中空糸膜検出装置
6:欠陥判定装置
7:操作指令装置
8:表示装置
9:モジュール排出装置
10:樹脂部分
11:中空糸膜部分
12:中空部分
13:キズによる低輝度部分
14:凹凸による低輝度部分
15:中空糸膜の検出マーク
R:正規化相関による相関度
Rt:相関度閾値
A:輝度平均値
Atu:輝度平均値の上限閾値
Atu:輝度平均値の下限閾値
σ:輝度標準偏差
σtu:輝度平均値の上限閾値
σtu:輝度平均値の下限閾値
N:中空糸膜検出本数
Nt:中空糸膜検出本数閾値
θ:ポッティング端面の反り、傾きの角度
θi:光源3aからポッティング端面への照射光の入射角
θo:ポッティング端面から撮像装置4への正反射光の出射角
M: Hollow fiber membrane module 1: Module transfer device 2: Module support device 2a: Module support mechanism 2b: Module scanning mechanism 3: Light irradiation device 3a: Light source 3b: Power source 4: Imaging device 5: Hollow fiber membrane detection device 6 : Defect determination device 7: Operation command device 8: Display device 9: Module discharge device 10: Resin portion 11: Hollow fiber membrane portion 12: Hollow portion 13: Low luminance portion due to scratch 14: Low luminance portion due to unevenness 15: Hollow fiber Film detection mark R: Correlation degree by normalized correlation Rt: Correlation degree threshold A: Luminance average value Atu: Upper limit threshold of luminance average value Atu: Lower limit threshold of luminance average value σ: Luminance standard deviation σtu: Upper limit of luminance average value Threshold value σtu: Lower limit threshold value of luminance average value N: Number of detected hollow fiber membranes Nt: Number of detected hollow fiber membranes Threshold value θ: Warping of potting end face, angle of inclination θi: Potting end from light source 3a Incident angle θo of light irradiated onto the surface: emission angle of specularly reflected light from the potting end surface to the imaging device 4

Claims (3)

中空糸膜モジュールのポッティング端面に次の(1)式の条件を満たした平面型光源による光を照射し、前記端面からの反射光を撮像し、前記撮像によって得られた画像と予め定めるモデル画像との相関をとって中空部分が空洞状態の中空糸膜を検出し、前記検出により確認された前記中空糸膜の本数が、予め定める中空糸膜本数閾値を下回る場合は、中空糸膜モジュールを不良品と判定することを特徴とする中空糸膜モジュールの検査方法。
θ:中空糸膜モジュールのポッティング端面の反りもしくは傾き角度
H:平面型光源の縦および横方向の寸法(mm)
D:平面型光源の光軸中心と中空糸膜モジュールのポッティング端面との間の距離(mm)
The potting end surface of the hollow fiber membrane module is irradiated with light from a planar light source that satisfies the condition of the following expression (1), and the reflected light from the end surface is imaged, and an image obtained by the imaging and a predetermined model image When the number of the hollow fiber membranes confirmed by the detection is below a predetermined hollow fiber membrane number threshold value, the hollow fiber membrane module is detected. A method for inspecting a hollow fiber membrane module, characterized in that it is determined as a defective product.
θ: Warping or inclination angle of potting end face of hollow fiber membrane module
H: Vertical and horizontal dimensions of flat light source (mm)
D: Distance (mm) between the optical axis center of the planar light source and the potting end surface of the hollow fiber membrane module
前記モデル画像を中空部分が空洞状態の中空糸膜によるモデル画像として、前記モデル画像の画素群と前記撮像によって得られた画像の各画素を中心とした前記モデル画像に対応する領域を有する前記画像内の画素群との正規化相関によって算出された相関度が、予め定める相関度閾値より高い場合に、中空部分が空洞状態の中空糸膜として検出することを特徴とする請求項1に記載の中空糸膜モジュールの検査方法。 The model image is a model image of a hollow fiber membrane having a hollow hollow portion, and the image has a region corresponding to the model image centered on a pixel group of the model image and each pixel of the image obtained by the imaging. The hollow part is detected as a hollow fiber membrane in a hollow state when the degree of correlation calculated by the normalized correlation with the pixel group in the inside is higher than a predetermined correlation degree threshold value. Inspection method for hollow fiber membrane module. 中空糸膜モジュールのポッティング端面に次の(2)式の条件を満たした平面型光源を含む光を照射する手段と、前記端面からの反射光を撮像する手段と、前記撮像によって得られた画像と予め定めるモデル画像との相関をとって中空部分が空洞状態の中空糸膜を検出する手段と、前記検出により確認された前記中空糸膜の本数が予め定める中空糸膜本数閾値を下回る場合は中空糸膜モジュールを不良品と判定する手段を備えることを特徴とする中空糸膜モジュールの検査装置。
θ:中空糸膜モジュールのポッティング端面の反りもしくは傾き角度
H:平面型光源の縦および横方向の寸法(mm)
D:平面型光源の光軸中心と中空糸膜モジュールのポッティング端面との間の距離(mm)
A means for irradiating the potting end face of the hollow fiber membrane module with light including a planar light source that satisfies the condition of the following expression (2), a means for imaging the reflected light from the end face, and an image obtained by the imaging And means for detecting a hollow fiber membrane in which the hollow portion is in a hollow state by correlating the predetermined model image, and when the number of the hollow fiber membranes confirmed by the detection is below a predetermined hollow fiber membrane number threshold value An inspection apparatus for a hollow fiber membrane module, comprising means for determining the hollow fiber membrane module as a defective product.
θ: Warping or inclination angle of potting end face of hollow fiber membrane module
H: Vertical and horizontal dimensions of flat light source (mm)
D: Distance (mm) between the optical axis center of the planar light source and the potting end surface of the hollow fiber membrane module
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